تبدیل شیشه به نیمه‌رسانای شفاف با لیزر

به گزارش ایسنا به نقل از آی‌ای، گروهی از دانشمندان سوئیسی در مؤسسه پلی‌تکنیک فدرال لوزان(EPFL) و دانشمندان ژاپنی در مؤسسه توکیو(Tokyo Tech) کشف کردند که می‌توانند شیشه‌های معمولی را با استفاده از لیزر فمتوثانیه به یک نیمه‌رسانا تبدیل کنند که یک پیشرفت مهم در علم مواد است.

این پژوهش که در مجله Physical Review Applied منتشر شده است، امکانات جدیدی را برای کاربردهای مختلف مانند پنجره‌های هوشمند و حسگرها فراهم کرده است.

شیشه تلوریت

دانشمندان به رفتار اتم‌ها در شیشه تلوریت علاقه‌مند بودند؛ شیشه‌ای که حاوی تلوریوم در مواجهه با پرتوهای فوق سریع نور لیزر پرانرژی است.

آنها در عین شگفتی متوجه شدند که لیزر، بلورهای کوچکی از تلوریوم و اکسید تلوریوم که هر دو موادی نیمه‌رسانا هستند، داخل شیشه، یعنی دقیقاً در جایی که نور به آن برخورد می‌کند، ایجاد می‌کند. این یافته حاکی از آن است که شیشه در معرض نور روز می‌تواند الکتریسیته تولید کند.

این تیم از این کشف هیجان زده شدند و شاهد پتانسیل ایجاد الگوهای بادوام روی سطح شیشه بودند که می‌توانند در هنگام روشن شدن، برق تولید کنند.

این یک پیشرفت قابل توجه است، زیرا این تکنیک به مواد اضافی نیاز ندارد و تنها چیزی که نیاز است، شیشه تلوریت و یک لیزر فمتوثانیه برای ایجاد یک ماده رسانای فعال نوری است.

ایو بلوارد از آزمایشگاه EPFL توضیح می‌دهد: تلوریم نیمه‌رساناست، بر اساس این یافته ما به این فکر کردیم که آیا می‌توان الگوهای بادوام روی سطح شیشه تلوریت نوشت که بتواند به طور قابل اعتمادی در مواجهه با نور، الکتریسیته ایجاد کند؟ پاسخ مثبت بود.

وی افزود: یک نکته جالب در این تکنیک این است که در این فرآیند به مواد اضافی نیاز نیست. تنها چیزی که شما نیاز دارید، شیشه تلوریت و یک لیزر فمتوثانیه برای ایجاد یک ماده رسانای فعال نوری است.

یک کشف انقلابی برای کاربردهای روزمره

تیم EPFL از شیشه تلوریت ارائه شده توسط همکارانشان در مؤسسه فناوری توکیو استفاده کرد و تخصص خود را در فناوری لیزر فمتوثانیه برای اصلاح شیشه و مطالعه اثر لیزر به کار برد.

آنها کشف کردند که با کشیدن یک الگوی خط ساده روی سطح یک دیسک شیشه‌ای تلوریت به قطر یک سانتی‌متر می‌توانند وسیله‌ای ایجاد کنند که می‌تواند جریانی را هنگام قرار گرفتن در معرض نور فرابنفش و طیف مرئی ایجاد کند و می‌تواند ماه‌ها بدون تخریب دوام بیاورد.

پتانسیل این کشف بسیار زیاد است و می‌تواند انقلابی در نحوه استفاده ما از شیشه‌ها در زندگی روزمره ایجاد کند. این تکنیک جدید می‌تواند پنجره‌های هوشمندی را توسعه دهد که می‌توانند برق تولید کنند و کاربردهای دیگری نیز داشته باشند.

ایو بلوارد می‌گوید: این فوق‌العاده است، ما شیشه را با استفاده از نور به نیمه‌رسانا تبدیل می‌کنیم. ما اساساً مواد را به چیز دیگری تبدیل می‌کنیم و شاید به رؤیای کیمیاگری نزدیک شویم.